C/C++中extern关键字详解
转载自: https://blog.csdn.net/CSDNwei/article/details/51836182
extern的问题在于不知道这个关键词出现的时候到底是声明还是定义。
谨记：声明可以多次，定义只能一次。
函数的声明extern关键词是可有可无的，因为函数本身不加修饰的话就是extern的。但是引用的时候一样是需要声明的。
而全局变量在外部使用声明时，extern关键词是必须的，如果变量无extern修饰且没有显式的初始化，同样成为变量的定义，因此此时必须加extern，而编译器在此标记存储空间在执行时加载如内存并初始化为0。
而局部变量的声明不能有extern的修饰，且局部变量在运行时才在堆栈部分分配内存。
引用性声明、定义性声明
强符号、弱符号
出现在linux的gcc链接分析中，可以加深链接的理解。
全局变量或函数本质上讲没有区别，函数名是指向函数二进制块开头处的指针。而全局变量是在函数外部声明的变量。函数名也在函数外，因此函数也是全局的。
在使用中，要形成一种风格。
头文件
首先说下头文件，其实头文件对计算机而言没什么作用，她只是在预编译时在#include的地方展开一下，没别的意义了，其实头文件主要是给别人看的。
我做过一个实验，将头文件的后缀改成xxx.txt，然后在引用该头文件的地方用
#include"xxx.txt"
编译，链接都很顺利的过去了，由此可知，头文件仅仅为阅读代码作用，没其他的作用了！
不管是C还是C++，你把你的函数，变量或者结构体，类啥的放在你的.c或者.cpp文件里。然后编译成lib,dll,obj,.o等等，然后别人用的时候最基本的gcc hisfile.cpp yourfile.o|obj|dll|lib 等等。
但对于我们程序员而言，他们怎么知道你的lib,dll...里面到底有什么东西？要看你的头文件。你的头文件就是对用户的说明。函数，参数，各种各样的接口的说明。
那既然是说明，那么头文件里面放的自然就是关于函数，变量，类的“声明”了。记着，是“声明”，不是“定义”。
那么，我假设大家知道声明和定义的区别。所以，最好不要傻嘻嘻的在头文件里定义什么东西。比如全局变量：
#ifndef _XX_头文件.H
#define _XX_头文件.H
int A;
#endif
那么，很糟糕的是，这里的int A是个全局变量的定义，所以如果这个头文件被多次引用的话，你的A会被重复定义
显然语法上错了。只不过有了这个#ifndef的条件编译，所以能保证你的头文件只被引用一次，不过也许还是会岔子，但若多个c文件包含这个头文件时还是会出错的，因为宏名有效范围仅限于本c源文件，所以在这多个c文件编译时是不会出错的，但在链接时就会报错，说你多处定义了同一个变量，
Linking...
incl2.obj : error LNK2005: "int glb" (?glb@@3HA) already defined in incl1.obj
Debug/incl.exe : fatal error LNK1169: one or more multiply defined symbols found
注意！！！
extern
这个关键字真的比较可恶，在声明的时候，这个extern居然可以被省略，所以会让你搞不清楚到底是声明还是定义，下面分变量和函数两类来说：
（1）变量
尤其是对于变量来说。
extern int a;//声明一个全局变量a
int a; //定义一个全局变量a
extern int a =0 ;//定义一个全局变量a 并给初值。
int a =0;//定义一个全局变量a,并给初值，
第四个 等于 第 三个，都是定义一个可以被外部使用的全局变量，并给初值。
糊涂了吧，他们看上去可真像。但是定义只能出现在一处。也就是说，不管是int a;还是extern int a=0;还是int a=0;都只能出现一次，而那个extern int a可以出现很多次。
当你要引用一个全局变量的时候，你就要声明，extern int a;这时候extern不能省略，因为省略了，就变成int a;这是一个定义，不是声明。
（2）函数
函数，函数，对于函数也一样，也是定义和声明，定义的时候用extern，说明这个函数是可以被外部引用的，声明的时候用extern说明这是一个声明。 但由于函数的定义和声明是有区别的，定义函数要有函数体，声明函数没有函数体，所以函数定义和声明时都可以将extern省略掉，反正其他文件也是知道这个函数是在其他地方定义的，所以不加extern也行。两者如此不同，所以省略了extern也不会有问题。
比如：
int fun(void)
{
return 0;
}
很好，我们定义了一个全局函数
int fun(void);
我们对它做了个声明，然后后面就可以用了
加不加extern都一样
我们也可以把对fun的声明 放在一个头文件里，最后变成这样
int fun(void);//函数声明，所以省略了extern，完整些是extern int fun(void);
int fun(void)
{
return 0;
}//一个完整的全局函数定义，因为有函数体，extern同样被省略了。
然后，一个客户，一个要使用你的fun的客户，把这个头文件包含进去，ok，一个全局的声明。没有问题。
但是，对应的，如果是这个客户要使用全局变量，那么要extern 某某变量；不然就成了定义了。
总结下：
对变量而言，变量的声明有两种情况：
一种是需要建立存储空间的，不用加extern；
另一种是不需要建立存储空间,需要加extern 。
如果你想在本源文件中使用另一个源文件的变量，就需要在使用前用extern声明该变量，或者在头文件中用extern声明该变量；
对函数而言，如果你想在本源文件中使用另一个源文件的函数，就需要在使用前用声明该函数，声明函数加不加extern都没关系，所以在头文件中函数可以不用加extern。
extern "C"的用法
链接指示符extern C
如果程序员希望调用其他程序设计语言尤其是C 写的函数，那么调用函数时必须告诉编译器使用不同的要求，例如当这样的函数被调用时函数名或参数排列的顺序可能
不同，无论是C++函数调用它还是用其他语言写的函数调用它，程序员用链接指示符linkage directive 告诉编译器该函数是用其他的程序设计语言编写的，链接指示符有两种形式既可以是单一语句single statement 形式也可以是复合语句compound statement 形式。
// 单一语句形式的链接指示符
extern "C" void exit(int);
// 复合语句形式的链接指示符
extern "C" {
int printf( const char* ... );
int scanf( const char* ... );
}
// 复合语句形式的链接指示符
extern "C" {
#include
}
链接指示符的第一种形式由关键字extern 后跟一个字符串常量以及一个普通的函数，声明构成虽然函数是用另外一种语言编写的但调用它仍然需要类型检查例如编译器会检查传递给函数exit()的实参的类型是否是int 或者能够隐式地转换成int 型，多个函数声明可以用花括号包含在链接指示符复合语句中，这是链接指示符的第二种形式花扩号被用作分割符表示链接指示符应用在哪些声明上在其他意义上该花括号被忽略，所以在花括号中声明的函数名对外是可见的就好像函数是在复合语句外声明的一样，例如在前面的例子中复合语句extern "C"表示函数printf()和scanf()是在C 语言中写的，函数因此这个声明的意义就如同printf()和scanf()是在extern "C"复合语句外面声明的一样，当复合语句链接指示符的括号中含有#include 时在头文件中的函数声明都被假定是用链接指示符的程序设计语言所写的在前面的例子中在头文件
int main()
{
// 错误: 链接指示符不能出现在函数内
extern "C" double sqrt( double );
305 第七章函数
double getValue(); //ok
double result = sqrt ( getValue() );
//...
return 0;
}
如果把链接指示符移到函数体外程序编译将无错误
extern "C" double sqrt( double );
int main()
{
double getValue(); //ok
double result = sqrt ( getValue() );
//...
return 0;
}
但是把链接指示符放在头文件中更合适在那里函数声明描述了函数的接口所属，如果我们希望C++函数能够为C 程序所用又该怎么办呢我们也可以使用extern "C"链接指示符来使C++函数为C 程序可用例如。
// 函数calc() 可以被C 程序调用
extern "C" double calc( double dparm ) { /* ... */ }
如果一个函数在同一文件中不只被声明一次则链接指示符可以出现在每个声明中它，也可以只出现在函数的第一次声明中在这种情况下第二个及以后的声明都接受第一个声
明中链接指示符指定的链接规则例如
// ---- myMath.h ----
extern "C" double calc( double );
// ---- myMath.C ----
// 在Math.h 中的calc() 的声明
#include "myMath.h"
// 定义了extern "C" calc() 函数
// calc() 可以从C 程序中被调用
double calc( double dparm ) { // ...
在本节中我们只看到为C 语言提供的链接指示extern "C"，extern "C"是惟一被保证由所有C++实现都支持的，每个编译器实现都可以为其环境下常用的语言提供其他链接指示例如extern "Ada"可以用来声明是用Ada 语言写的函数，extern "FORTRAN"用来声明是用FORTRAN 语言写的函数，等等因为其他的链接指示随着具体实现的不同而不同所以建议读者查看编译器的用户指南以获得其他链接指示符的进一步信息。
总结 extern “C”
extern “C” 不但具有传统的声明外部变量的功能，还具有告知C++链接器使用C函数规范来链接的功能。 还具有告知C++编译器使用C规范来命名的功能。
转载自: https://www.cnblogs.com/yc_sunniwell/archive/2010/07/14/1777431.html
1 基本解释：extern可以置于变量或者函数前，以标示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。此外extern也可用来进行链接指定。
也就是说extern有两个作用，
第一个,当它与"C"一起连用时，如: extern "C" void fun(int a, int b);则告诉编译器在编译fun这个函数名时按着C的规则去翻译相应的函数名而不是C++的，C++的规则在翻译这个函数名时会把fun这个名字变得面目全非，可能是fun@aBc_int_int#%$也可能是别的，这要看编译器的"脾气"了(不同的编译器采用的方法不一样)，为什么这么做呢，因为C++支持函数的重载啊，在这里不去过多的论述这个问题，如果你有兴趣可以去网上搜索，相信你可以得到满意的解释!
第二，当extern不与"C"在一起修饰变量或函数时，如在头文件中: extern int g_Int; 它的作用就是声明函数或全局变量的作用范围的关键字，其声明的函数和变量可以在本模块或其他模块中使用，记住它是一个声明不是定义!也就是说B模块(编译单元)要是引用模块(编译单元)A中定义的全局变量或函数时，它只要包含A模块的头文件即可,在编译阶段，模块B虽然找不到该函数或变量，但它不会报错，它会在连接时从模块A生成的目标代码中找到此函数。
2 问题：extern 变量
在一个源文件里定义了一个数组：char a[6];
在另外一个文件里用下列语句进行了声明：extern char *a；
请问，这样可以吗？
答案与分析：
1)、不可以，程序运行时会告诉你非法访问。原因在于，指向类型T的指针并不等价于类型T的数组。extern char *a声明的是一个指针变量而不是字符数组，因此与实际的定义不同，从而造成运行时非法访问。应该将声明改为extern char a[ ]。
2)、例子分析如下，如果a[] = "abcd",则外部变量a=0x61626364 (abcd的ASCII码值)，*a显然没有意义
显然a指向的空间（0x61626364）没有意义，易出现非法内存访问。
3)、这提示我们，在使用extern时候要严格对应声明时的格式，在实际编程中，这样的错误屡见不鲜。
4)、extern用在变量声明中常常有这样一个作用，你在*.c文件中声明了一个全局的变量，这个全局的变量如果要被引用，就放在*.h中并用extern来声明。
3 问题：当方面修改extern 函数原型
当函数提供方单方面修改函数原型时，如果使用方不知情继续沿用原来的extern申明，这样编译时编译器不会报错。但是在运行过程中，因为少了或者多了输入参数，往往会照成系统错误，这种情况应该如何解决？
答案与分析：
目前业界针对这种情况的处理没有一个很完美的方案，通常的做法是提供方在自己的xxx_pub.h中提供对外部接口的声明，然后调用方include该头文件，从而省去extern这一步。以避免这种错误。
宝剑有双锋，对extern的应用，不同的场合应该选择不同的做法。
4 问题：extern “C”
在C++环境下使用C函数的时候，常常会出现编译器无法找到obj模块中的C函数定义，从而导致链接失败的情况，应该如何解决这种情况呢？
答案与分析：
C++语言在编译的时候为了解决函数的多态问题，会将函数名和参数联合起来生成一个中间的函数名称，而C语言则不会，因此会造成链接时找不到对应函数的情况，此时C函数就需要用extern “C”进行链接指定，这告诉编译器，请保持我的名称，不要给我生成用于链接的中间函数名。
下面是一个标准的写法：
//在.h文件的头上
#ifdef __cplusplus
#if __cplusplus
extern "C"{
#endif
#endif /* __cplusplus */
…
…
//.h文件结束的地方
#ifdef __cplusplus
#if __cplusplus
}
#endif
#endif /* __cplusplus */
5 问题：extern 函数声明
常常见extern放在函数的前面成为函数声明的一部分，那么，C语言的关键字extern在函数的声明中起什么作用？
答案与分析：
如果函数的声明中带有关键字extern，仅仅是暗示这个函数可能在别的源文件里定义，没有其它作用。即下述两个函数声明没有明显的区别：
extern int f(); 和int f();
当然，这样的用处还是有的，就是在程序中取代include “*.h”来声明函数，在一些复杂的项目中，我比较习惯在所有的函数声明前添加extern修饰。关于这样做的原因和利弊可见下面的这个例子：“用extern修饰的全局变量”
(1) 在test1.h中有下列声明:
#ifndef TEST1H
#define TEST1H
extern char g_str[]; // 声明全局变量g_str
void fun1();
#endif
(2) 在test1.cpp中
#include "test1.h"
char g_str[] = "123456"; // 定义全局变量g_str
void fun1() { cout << g_str << endl; }
(3) 以上是test1模块， 它的编译和连接都可以通过,如果我们还有test2模块也想使用g_str,只需要在原文件中引用就可以了
#include "test1.h"
void fun2() { cout << g_str << endl; }
以上test1和test2可以同时编译连接通过，如果你感兴趣的话可以用ultraEdit打开test1.obj,你可以在里面找到"123456"这个字符串,但是你却不能在test2.obj里面找到，这是因为g_str是整个工程的全局变量，在内存中只存在一份,test2.obj这个编译单元不需要再有一份了，不然会在连接时报告重复定义这个错误!
(4) 有些人喜欢把全局变量的声明和定义放在一起，这样可以防止忘记了定义，如把上面test1.h改为
extern char g_str[] = "123456"; // 这个时候相当于没有extern
然后把test1.cpp中的g_str的定义去掉,这个时候再编译连接test1和test2两个模块时，会报连接错误，这是因为你把全局变量g_str的定义放在了头文件之后，test1.cpp这个模块包含了test1.h所以定义了一次g_str,而test2.cpp也包含了test1.h所以再一次定义了g_str,这个时候连接器在连接test1和test2时发现两个g_str。如果你非要把g_str的定义放在test1.h中的话，那么就把test2的代码中#include "test1.h"去掉 换成:
extern char g_str[];
void fun2() { cout << g_str << endl; }
这个时候编译器就知道g_str是引自于外部的一个编译模块了，不会在本模块中再重复定义一个出来，但是我想说这样做非常糟糕，因为你由于无法在test2.cpp中使用#include "test1.h",那么test1.h中声明的其他函数你也无法使用了，除非也用都用extern修饰，这样的话你光声明的函数就要一大串，而且头文件的作用就是要给外部提供接口使用的，所以 请记住， 只在头文件中做声明，真理总是这么简单。
6. extern 和 static
(1) extern 表明该变量在别的地方已经定义过了,在这里要使用那个变量.
(2) static 表示静态的变量，分配内存的时候, 存储在静态区,不存储在栈上面.
static 作用范围是内部连接的关系, 和extern有点相反.它和对象本身是分开存储的,extern也是分开存储的,但是extern可以被其他的对象用extern 引用,而static 不可以,只允许对象本身用它. 具体差别首先，static与extern是一对“水火不容”的家伙，也就是说extern和static不能同时修饰一个变量；其次，static修饰的全局变量声明与定义同时进行，也就是说当你在头文件中使用static声明了全局变量后，它也同时被定义了；最后，static修饰全局变量的作用域只能是本身的编译单元，也就是说它的“全局”只对本编译单元有效，其他编译单元则看不到它,如:
(1) test1.h:
#ifndef TEST1H
#define TEST1H
static char g_str[] = "123456";
void fun1();
#endif
(2) test1.cpp:
#include "test1.h"
void fun1() { cout << g_str << endl; }
(3) test2.cpp
#include "test1.h"
void fun2() { cout << g_str << endl; }
以上两个编译单元可以连接成功, 当你打开test1.obj时，你可以在它里面找到字符串"123456",同时你也可以在test2.obj中找到它们，它们之所以可以连接成功而没有报重复定义的错误是因为虽然它们有相同的内容，但是存储的物理地址并不一样，就像是两个不同变量赋了相同的值一样，而这两个变量分别作用于它们各自的编译单元。 也许你比较较真，自己偷偷的跟踪调试上面的代码,结果你发现两个编译单元（test1,test2）的g_str的内存地址相同，于是你下结论static修饰的变量也可以作用于其他模块，但是我要告诉你，那是你的编译器在欺骗你，大多数编译器都对代码都有优化功能，以达到生成的目标程序更节省内存，执行效率更高，当编译器在连接各个编译单元的时候，它会把相同内容的内存只拷贝一份，比如上面的"123456", 位于两个编译单元中的变量都是同样的内容，那么在连接的时候它在内存中就只会存在一份了，如果你把上面的代码改成下面的样子，你马上就可以拆穿编译器的谎言:
(1) test1.cpp:
#include "test1.h"
void fun1()
{
g_str[0] = ''a'';
cout << g_str << endl;
}
(2) test2.cpp
#include "test1.h"
void fun2() { cout << g_str << endl; }
(3) void main() {
fun1(); // a23456
fun2(); // 123456
}
这个时候你在跟踪代码时，就会发现两个编译单元中的g_str地址并不相同，因为你在一处修改了它，所以编译器被强行的恢复内存的原貌，在内存中存在了两份拷贝给两个模块中的变量使用。正是因为static有以上的特性，所以一般定义static全局变量时，都把它放在原文件中而不是头文件，这样就不会给其他模块造成不必要的信息污染，同样记住这个原则吧！
7. extern 和const
C++中const修饰的全局常量据有跟static相同的特性，即它们只能作用于本编译模块中，但是const可以与extern连用来声明该常量可以作用于其他编译模块中, 如extern const char g_str[];
然后在原文件中别忘了定义: const char g_str[] = "123456";
所以当const单独使用时它就与static相同，而当与extern一起合作的时候，它的特性就跟extern的一样了！所以对const我没有什么可以过多的描述，我只是想提醒你，const char* g_str = "123456" 与 const char g_str[] ="123465"是不同的， 前面那个const 修饰的是char *而不是g_str,它的g_str并不是常量，它被看做是一个定义了的全局变量（可以被其他编译单元使用）， 所以如果你像让char*g_str遵守const的全局常量的规则，最好这么定义const char* const g_str="123456".